一种PCB基板的制作方法

文档序号:20731580发布日期:2020-05-12 19:19阅读:229来源:国知局
一种PCB基板的制作方法

本实用新型实施例涉及pcb基板温漂改善技术领域,尤其涉及一种pcb基板。



背景技术:

在面板检测中,对面板驱动信号的要求水涨船高,需要驱动信号同时具有交直流方面的优良特性,例如输出电压范围广、信号速度快、压摆率高达数十伏每微秒乃至上百伏每微秒;过冲小;驱动电流大;精度高,在正负数十伏电压输出范围内,电压精度在正负2mv内等。

现有技术中一般采用低压高速运放和分立功率元件等形成驱动电路以满足面板驱动信号的要求。

但是,驱动电路在工作过程中,由于功耗等原因产生温漂,进而导致驱动电路的输出电压漂移,降低驱动电路输出信号的精度。例如,在不同的输出状态下,比如不同检测画面下,输出电压由0v到正负数十伏变化,负载电流从毫安到安培变化,驱动电路的功率变化很大,因此功耗产生的温漂变化也比较大,降低了驱动电路输出信号的精度。



技术实现要素:

本实用新型提供一种pcb基板,以改善pcb基板上电路的温漂现象,进而提高pcb基板上电路输出信号的精度。

为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:

一种pcb基板包括:

基板主体,包括覆铜区和非覆铜区,所述覆铜区围绕所述非覆铜区设置;

运算放大模块,设置于所述覆铜区;

功率放大电路模块,设置于所述覆铜区,所述运算放大模块与所述功率放大电路模块电连接;

反馈网络模块,设置于所述非覆铜区,所述反馈网络模块分别与所述运算放大模块和功率放大电路模块电连接。

可选的,所述非覆铜区还包括开槽,所述开槽沿所述反馈网络模块在所述基板主体上的边缘设置;所述开槽包括槽口,所述槽口设置于所述反馈网络模块与所述运算放大模块相邻的一边。

可选的,还包括热辐射隔离模块;所述热辐射隔离模块设置于所述功率放大电路模块和所述反馈网络模块之间。

可选的,所述运算放大模块的芯片型号为ada4898。

可选的,所述反馈网络模块包括反馈电阻;所述反馈电阻为插脚电阻或贴片电阻。

可选的,所述覆铜区包括散热孔和/或散热焊盘,所述功率放大电路模块在所述基板主体上的正投影覆盖所述散热孔和/或散热焊盘在所述基板主体上的正投影。

可选的,还包括温度传感器;所述温度传感器设置于所述反馈网络模块。

可选的,还包括风扇,所述风扇设置于所述反馈网络模块远离所述运算放大模块和所述功率放大电路模块的一侧。

可选的,还包括信号输入端、第一射极跟随模块、第二射极跟随模块、第一镜像电流模块、第二镜像电流模块和信号输出端;

所述运算放大模块的第一输入端作为所述信号输入端;

所述第一射极跟随模块包括输入端、输出端、第一电流端和第二电流端,所述第一射极跟随模块的输入端与所述运算放大模块的输出端电连接;

所述第一镜像电流模块的第一输出端与所述第一射极跟随模块的第一电流端电连接;

所述第二镜像电流模块的第一输入端与所述第一射极跟随模块的第二电流端电连接;

所述第二射极跟随模块包括第一电流端、第二电流端和输出端,所述第二射极跟随模块的第一电流端与所述第一镜像电流模块的第二输出端电连接,所述第二射极跟随模块的第二电流端与所述第二镜像电流模块的第二输入端电连接;

所述功率放大电路模块的输入端与所述第二射极跟随模块的输出端电连接,所述功率放大电路模块的输出端作为所述信号输出端;

所述反馈网络模块包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端;所述反馈网络模块的第一输入端与所述信号输出端电连接,所述反馈网络模块的第一输出端与所述第一射极跟随模块的输出端电连接;所述反馈网络模块用于向所述第一射极跟随模块提供电流反馈信号;所述反馈网络模块的第二输入端与所述信号输出端电连接,所述反馈网络模块的第二输出端与所述运算放大模块的第二输入端电连接;所述反馈网络模块用于向所述运算放大模块提供电压反馈信号。

可选的,所述反馈网络模块包括电流反馈模块和电压反馈模块;

所述电流反馈模块的输入端作为所述反馈网络模块的第一输入端,所述电流反馈模块的输出端作为所述反馈网络模块的第一输出端;

所述电压反馈模块的输入端作为所述反馈网络模块的第二输入端,所述电压反馈模块的输出端作为所述反馈网络模块的第二输出端。

本实用新型的技术方案,pcb基板的基板主体包括覆铜区和非覆铜区,覆铜区围绕非覆铜区设置;运算放大模块,设置于覆铜区;功率放大电路模块,设置于覆铜区,运算放大模块与功率放大电路模块电连接;反馈网络模块,设置于非覆铜区,反馈网络模块分别与运算放大模块和功率放大电路模块电连接。通过将反馈网络模块设置于非覆铜区,运算放大模块和功率放大电路模块设置于覆铜区,使得运算放大模块和功率放大电路模块产生的热能隔断在覆铜区,不能通过覆铜传导至非覆铜区的反馈网络模块,从而可以降低运算放大模块和功率放大电路模块产生的热量对反馈网络模块的影响,进而减小了反馈网络模块因为温漂产生的输出信号漂移现象,提高了pcb基板上的电路的输出信号精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种pcb基板的结构示意图;

图2是本实用新型实施例提供的又一种pcb基板的结构示意图;

图3是本实用新型实施例提供的又一种pcb基板的结构示意图;

图4是本实用新型实施例提供的又一种pcb基板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在印刷电路板(printedcircuitboard,pcb)上的电路工作时,由于电路自身的功耗等因素导致的温漂,会使得电路的输出信号的精度降低,从而导致pcb板无法提供精度高的信号,限制pcb板的使用范围。例如,当pcb上的电路包括高速运算放大模块和功率放大电路模块时,高速运算放大模块和功率放大电路模块自身的功耗比较大,其产生的热量会导致其他电路模块的温漂,进而导致电路输出信号的电压漂移,精度下降。示例性地,反馈网络模块一般包括反馈电阻。反馈电阻在不同的输出电压下,其自身电流会有数十倍变化,以及在功率放大电路模块功耗产生的热量的影响下,电阻值发生微小改变,此时反馈电阻的微小改变会造成电路输出信号的漂移,降低电路输出信号的精度。

针对上述技术问题,本实用新型实施例提供了一种pcb基板。图1是本实用新型实施例提供的一种pcb基板的结构示意图。如图1所示,一种pcb基板包括:

基板主体100,包括覆铜区110和非覆铜区120,覆铜区110围绕非覆铜区120设置;

运算放大模块111,设置于覆铜区110;

功率放大电路模块112,设置于覆铜区110,运算放大模块111与功率放大电路模块112电连接;

反馈网络模块121,设置于非覆铜区120,反馈网络模块121分别与运算放大模块111和功率放大电路模块112电连接。

具体地,基板主体100是用于电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的载体。示例性地,基板主体100可以为fr4基材。运算放大模块111的输入端用于输入模拟信号,运算放大模块111的输出端与功率放大电路模块112的输入端电连接,用于将输入的模拟信号放大后输出至功率放大电路模块112。示例性地,运算放大模块111可以为运算放大器。功率放大电路模块112可以为运算放大器,用于将运算放大模块111输出的模拟信号进一步进行加、减或微分、积分等数学运算,实现模拟信号的功率放大,并将放大后的信号输出。

反馈网络模块121的输入端与功率放大电路模块112的输出端电连接,反馈网络模块121的输出端与运算放大模块111电连接,反馈网络模块121用于将功率放大电路模块112输出的信号反馈至运算放大模块111,并通过运算放大模块111根据功率放大电路模块112输出的信号调整电路的输出信号,保证电路输出信号的稳定性;

由于反馈网络模块121设置于非覆铜区,运算放大模块111和功率放大电路模块112设置于覆铜区110,使得运算放大模块111和功率放大电路模块112产生的热能隔断在覆铜区110,不能通过覆铜传导至非覆铜区120的反馈网络模块121,从而可以降低运算放大模块111和功率放大电路模块112产生的热量对反馈网络模块121的影响,进而减小了反馈网络模块121因为温漂产生的输出信号漂移现象,提高了pcb基板上的电路的输出信号精度。

在上述技术方案的基础上,运算放大模块111可以自身带有散热焊盘,用于增加运算放大模块111的散热效果,进而降低温漂对pcb基板输出信号的精度的影响。示例性地,运算放大模块111可以为运算放大器,其芯片型号为ada4898。ada4898芯片的底部带有散热焊盘,可以将其自身产生的大部分热量通过散热焊盘散出,减小运算放大模块111本身的温升,一方面降低运算放大模块111本身温升造成的性能变化;另一方面,对于高速电路,反馈回路通常需要尽量靠近运算放大模块111,使得反馈环路尽量短,否则影响速度。但此时运算放大模块111本身的温升,也会通过传导和辐射方式,影响到反馈网络模块。减少运算放大模块111温升,也能进一步减小反馈网络模块121的温度上升,降低因为温漂产生的输出电压漂移,提高了输出电压的精度。

图2是本实用新型实施例提供的又一种pcb基板的结构示意图。如图2所示,非覆铜区120还包括开槽122,开槽122沿反馈网络模块121在基板主体100上的边缘设置;开槽122包括槽口,槽口设置于反馈网络模块121与运算放大模块111相邻的一边。

具体地,如图2所示,开槽122可以贯穿基板主体100形成槽孔,使空气在基板主体10的上下表面形成对流,对反馈网络模块121进行风冷降温,从而可以增加反馈网络模块121的散热效率,进而减小了反馈网络模块121的温度上升,降低了温漂对反馈网络模块121的影响,提高了电路输出信号的精度。

另外,槽口处的覆铜区110与非覆铜区120连接,用于实现反馈网络模块121与覆铜区110中电路的其他模块的电气连接。例如,可以设置反馈网络模块121与运算放大模块111以及功率放大电路模块112电气连接的线路。槽口可以尽量减小,从而可以尽可能的减少覆铜区110的热量传导至非覆铜区120。槽口的大小可以根据反馈网络模块121与覆铜区110连接的导线占用空间确定。

图3是本实用新型实施例提供的又一种pcb基板的结构示意图。如图3所示,pcb基板还包括热辐射隔离模块113;热辐射隔离模块113设置于功率放大电路模块112和反馈网络模块121之间。

具体地,热辐射隔离模块113可以为热传导效果差的材料。热辐射隔离模块113设置于功率放大电路模块112和反馈网络模块121之间,用于阻隔功率放大电路模块112产生热量通过热辐射的方式传导至反馈网络模块121,从而避免了功率放大电路模块112在输出大电流时产生的大量热量影响反馈网络模块121的温漂,进而避免了反馈网络模块121的温漂导致的电路输出信号漂移,提高了pcb基板输出信号的精度。示例性地,热辐射隔离模块113可以采用非金属材质,对功率放大电路模块112和反馈网络模块121进行热辐射隔离,减小功率放大电路模块112热辐射对反馈网络模块121的影响。

在上述各技术方案的基础上,反馈网络模块包括反馈电阻;反馈电阻可以为插脚电阻或贴片电阻。

具体地,反馈电阻可以采用低温漂电阻,减少温度上升对反馈电阻的影响,进而降低了温漂导致的电路输出信号的精度下降。而且,反馈电阻可以悬空焊接在基板主体上,可以进一步地减少覆铜区的热量传导至反馈电阻上。而且,反馈电阻悬空焊接在基板主体上时,可以增加反馈电阻的散热面积,使反馈电阻的散热效果增加,从而减小反馈电阻的温漂。

示例性地,反馈电阻可以为插脚电阻或贴片电阻。当反馈电阻为插脚电阻时,插脚电阻与基板主体悬空焊接,示例性的,将插脚电阻抬高至基板主体的10mm处焊接。当反馈电阻为贴片电阻,可以通过金属插针辅助贴片电阻悬空焊接;使反馈电阻尽量远离基板主体,从而达到减少基板主体因温度上升对反馈电阻产生的热传导和加快反馈电阻散热、减小反馈电阻温度变化的效果。

需要说明的是,在其他实施例中,还可以将反馈网络模块单独设计为一个子pcb基板,同样可以避免电路的其他模块功耗产生的热量对反馈网络模块的温漂影响。此时,反馈网络模块所在的子pcb基板与电路其他模块所在的pcb基板通过连接器进行电气连接。

在上述各技术方案的基础上,覆铜区还可以包括散热孔和/或散热焊盘,功率放大电路模块在基板主体上的正投影覆盖散热孔和/或散热焊盘在基板主体上的正投影。

具体地,散热孔和/或散热焊盘设置于功率放大电路模块靠近基板主体的一侧,可以增加功率放大电路模块的散热性能,降低了功率放大电路模块的温度变化,进而减少了功率放大电路模块的温漂,提高了pcb基板输出信号的精度。

在上述各技术方案的基础上,pcb基板还可以包括温度传感器;温度传感器设置于基板主体上。

具体地,温度传感器设置在基板主体上,可以对基板主体上的温度进行测量,进而将温度传感器测量的温度传输至补偿单元(补偿单元可以设置在pcb基板的外部),补偿单元根据温度的变化对输入不同的补偿值,对pcb基板的输出信号进行补偿,提高pcb基板输出信号的精度。

另外,pcb基板的基板主体的温度变化对本实用新型选用的运算放大模块的芯片影响相对较小,但对反馈网络模块影响相对明显,因此可以将温度传感器设置于靠近非覆铜区的覆铜区,使得温度传感器靠近反馈网络模块,能够实时测定反馈网络模块的温度变化,更好的根据温度变化对pcb基板的输出信号进行补偿。

在上述各技术方案的基础上,pcb基板还可以包括风扇,风扇设置于反馈网络模块远离运算放大模块和功率放大电路模块的一侧。

具体地,风扇能够进一步的对基板主体进行散热,采用风扇散热时,保持反馈网络模块放置在基板主体的其他热源的上风头,避免反馈网络模块受到其他热源的影响。

图4是本实用新型实施例提供的又一种pcb基板的结构示意图。如图4所示,pcb基板还包括信号输入端a、第一射极跟随模块114、第二射极跟随模块115、第一镜像电流模块116、第二镜像电流模块117和信号输出端b;运算放大模块111的第一输入端作为信号输入端a;第一射极跟随模块114包括输入端e、输出端f、第一电流端g和第二电流端h,第一射极跟随模块114的输入端e与运算放大模块111的输出端电连接;第一镜像电流模块116的第一输出端d与第一射极跟随模块114的第一电流端g电连接;第二镜像电流模块117的第一输入端l与第一射极跟随模块114的第二电流端h电连接;第二射极跟随模块115包括第一电流端m、第二电流端n和输出端k,第二射极跟随模块115的第一电流端m与第一镜像电流模块116的第二输出端i电连接,第二射极跟随模块115的第二电流端n与第二镜像电流模块117的第二输入端p电连接;功率放大电路模块112的输入端与第二射极跟随模块115的输出端k电连接,功率放大电路模块112的输出端作为信号输出端b;反馈网络模块121包括第一输入端r、第二输入端t、第一输出端s和第二输出端u;反馈网络模块121的第一输入端r与信号输出端b电连接,反馈网络模块121的第一输出端s与第一射极跟随模块114的输出端f电连接;反馈网络模块121用于向第一射极跟随模块114提供电流反馈信号;反馈网络模块121的第二输入端t与信号输出端b电连接,反馈网络模块121的第二输出端u与运算放大模块111的第二输入端c电连接;反馈网络模块121用于向运算放大模块111提供电压反馈信号。

示例性地,反馈网络模块121包括电流反馈模块123和电压反馈模块124;电流反馈模块123的输入端作为反馈网络模块121的第一输入端r,电流反馈模块123的输出端作为反馈网络模块121的第一输出端s;电压反馈模块124的输入端作为反馈网络模块121的第二输入端t,电压反馈模块124的输出端作为反馈网络模块121的第二输出端u。

具体地,通过设置信号输入端a、运算放大模块111、电流反馈模块123、电压反馈模块124、第一射极跟随模块114、第二射极跟随模块115、第一镜像电流模块116、第二镜像电流模块117、功率放大电路模块112和信号输出端b;其中,在电流反馈模块123从信号输出端b向第一射极跟随模块114提供电流反馈信号的同时,电压反馈模块124也从信号输出端b向运算放大模块111提供电压反馈信号,电压反馈模块124主要影响面板驱动电路的速度,电流反馈模块123主要影响面板驱动电路的精度,因此,本实用新型实施例同时采用电压反馈模块124和电流反馈模块123,实现了精度调节和速度调节兼顾。另外,本实用新型实施例提供的pcb基板上电路的灵活性较好,通过调节电压反馈模块124和电流反馈模块123的元件参数,可以灵活调节pcb基板上电路的性能侧重点,例如,当输出直流信号时,提高精度并降低速度,从而减小输出纹波;当输出交流信号时,能够容忍更大的过冲,因此降低精度并提高速度。

注意,上述仅为本实用新型的较佳实施例。本领域技术人员会理解,本实用新型不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明,但是本实用新型不仅仅限于以上实施例,在不脱离本实用新型构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

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